超声辅助复合酶法对冬枣多糖的影响研究_陶艳阳.pdf

208 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用2023年 第48卷 第04期收稿日期：2022-10-29基金项目：国家自然科学基金项目(82074034)；河南省高等教育教学改革研究与实践项目(2021SJGLX787)；鹤壁市工程技术研究中心项目(鹤科2021年45号14)。作者简介：陶艳阳(1989)，女，河南新乡人，硕士研究生，讲师，研究方向为微生物与生化药学。陶艳阳1，吴 凯2，赵生文3(1.鹤壁职业技术学院，河南 鹤壁 458000；2.广西中医药大学，广西 南宁 530000；3.海南医学院第一附属医院，海南 海口 570102)摘要：为得到超声辅助复合酶法提取冬枣多糖的最佳提取工艺，并研究其对冬枣多糖的影响，文章以山东沾化冬枣为研究对象，在单因素试验的基础上，采用响应面法进行工艺优化，并对超声辅助复合酶法与传统热水法所提冬枣多糖进行理化性质与抗氧化活性的对比。结果显示：超声辅助复合酶法提取冬枣多糖的最佳条件为酶添加量2.4%、提取时间42 min、提取温度69，在此条件下多糖提取率为(7.210.13)%。与传统热水法所提多糖相比，超声辅助复合酶法提取的冬枣多糖总糖含量(67.562.02)%)与糖醛酸含量(7.250.31)%)较高，蛋白含量(1.330.18)%)较低，粒径(307.56 nm)较低，热稳定性较差，表现出较强的DPPH自由基清除能力；2种方法所提多糖均表现出良好的抗氧化能力，且均未形成稳定的晶体结构。该研究结果将为冬枣多糖的提取利用及其产品开发提供理论依据。关键词：冬枣；多糖；理化性质；提取工艺；抗氧化活性中图分类号：R 284.2 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2023)04-0208-08Effect of Ultrasonic Assisted Compound Enzyme Method onZizyphus Jujube Cv.Dongzao PloysaccharidesTAO Yanyang1,WU Kai2,ZHAO Shengwen3(1.Hebi Vocational and Technical College,Hebi 458000,China;2.Guangxi University of Traditional Chinese Medicine,Nanning 530000,China;3.The First Affiliated Hospital of Hainan Medical University,Haikou 570102,China)Abstract:In order to obtain the optimal extraction process of Zizyphus jujube cv.Dongzao polysaccharides using ultrasound assisted composite enzyme method and study its impact on jujube polysaccharides,this article takes Shandong Zhanhua Zizyphus jujube cv.Dongzao as the research object.Based on single factor experiments,response surface methodology was used to optimize the extraction process,and the physicochemical properties and antioxidant activity of jujube polysaccharides extracted using ultrasound assisted composite enzyme method and traditional hot water method were compared.The results showed that the optimal conditions for ultrasonic assisted compound enzyme 超声辅助复合酶法对冬枣多糖的影响研究DOI:10.13684/ki.spkj.2023.04.045 209 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用2023年 第48卷 第04期0 引言冬枣(Zizyphus jujube cv.Dongzao)是鼠李科枣属植物，其果肉鲜美，酥脆多汁，是品质优良的鲜食晚熟枣品种，其早果丰产，经济效益显著1，在东亚、南亚等地区分布较为广泛2。枣类因富含多种功能性成分，与李子、杏子、桃子、栗子共称为我国“五种水果”之一，在我国主产于黄河流域与西北地区3。传统中医认为枣是极具价值的水果之一，可通过滋养气血、提高睡眠质量和改善消化系统来延长预期寿命4。现代药理学研究表明，枣具有抗氧化、抗疲劳、免疫调节、抗过敏、镇静、保肝、抗癌、抗炎、抗衰老、抗高血糖、抗高脂等多种药理作用5。沾化区有“先有冬枣树，后有沾化城”之说，枣树种植历史悠久，冬枣已成为沾化区的支柱产业6。冬枣富含十余种化学物质，如多糖、蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、有机酸以及多种微量元素，并具有较强抗氧化功能，其中多糖是冬枣中含量最丰富的生物聚合物，可调节机体的免疫功能，且对正常细胞无毒副作用，是理想的免疫增强剂7。作为枣类的重要生物活性物质，多糖由于其抗氧化、保湿、抑菌和美白等多种生物功能，被广泛用于食品和护肤添加剂中8。据研究，枣多糖表现出抗氧化、调节免疫力和肠道代谢、保护肝脏、抗疲劳、抗癌、滋养气血、促进血液凝固等多种生物活性9。如枣多糖可促进小鼠脾细胞的自发增殖和混合淋巴细胞培养10；在乙硫氨酸和对乙酰氨基酚诱导的肝损伤模型中，有效抑制模型引起的血清丙氨酸氨基转移酶水平的升高，显著改变肝脏的组织病理学变化11；白冰瑶等12在体外模拟酵解过程中发现，枣多糖能够被肠道微生物分解利用，从而提高肠道的益生功能。目前多糖有多种提取方法，其中超声辅助与酶辅助法被认为是环保的提取方法13。本文以我国山东沾化冬枣为研究对象，以单因素试验结果为基础进行响应面设计，完成对超声辅助复合酶法提取冬枣多糖的工艺优化，并进一步与传统热水法所提多糖在化学成分、结晶状态、热稳定性、多糖粒径、形貌特征以及抗氧化活性等方面进行测定比较，为冬枣多糖的提取与冬枣精深加工提供理论依据。1 材料和方法1.1 材料、试剂与仪器冬枣样品：采集自山东沾化，去核后进行真空冷冻干燥，经超微粉碎机粉碎后过60目筛，密封包装备用。无水乙醇、浓硫酸、考马斯亮蓝、磷酸、咔唑、四硼酸钠：国产分析纯，天津市致远化学试剂有限公司；纤维素酶(500 U/mg)、木瓜蛋白酶(500 U/mg)：上海源叶生物科技有限公司。J6紫外可见分光光度计：上海菁华仪器有限公司；DX-2700 X射线衍射仪：浩元仪器有限公司；TGA102热重分析仪：上海安亭科学仪器厂；3000E激光粒度分析仪：上海博迅有限公司医疗设备厂；JSM-7100F扫描电子显微镜：日本电子JEOL公司。1.2 冬枣多糖的制备1.2.1 传统热水提取 参考卢琪等14的提取方法。取冬枣样品粉末10 g，加入200 mL蒸馏水，于90 水浴提取30 min。5000 r/min离心后收集提取液，将沉淀进行二次提取后合并提取液，减压浓缩后除去蛋白(Sevage法)，将除蛋白后的样液中加入95%乙醇使提取液中的乙醇终浓度高于80%，extraction were enzyme addition 2.4%,extraction time 42 min,extraction temperature 69,the yield of polysaccharide was(7.210.13)%.Compared with the polysaccharides extracted by the traditional hot water method,the total sugar content(67.562.02)%)and uronic acid content(7.250.31)%)were higher,the protein content(1.330.18)%)was lower,the particle size(307.56 nm)was lower,and the thermal stability was poor.It showed strong scavenging ability of DPPH free radical;The polysaccharides obtained by the two methods showed good antioxidant ability and did not form stable crystal structure.The results of this study could provide a theoretical basis for the extraction and utilization of polysaccharides from Zizyphus jujube cv.Dongzao and the development of its products.Key words:Zizyphus jujube cv.Dongzao;polysaccharide;physical and chemical properties;extraction process;antioxidant activity 210 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY提取物与应用2023年 第48卷 第04期冷藏静置16 h后收集沉淀，冷冻干燥后即为冬枣粗多糖。1.2.2 超声辅助复合酶提取 参考高清雅等15的提取方法。取冬枣样品粉末10 g，加入0.1 g复合酶(纤维素酶:木瓜蛋白酶=1:1)后再加入200 mL蒸馏水，于50 超声提取30 min(固定功率180 W)，沸水灭酶活10 min，后续处理参考1.2.1。1.2.3 多糖提取率 多糖提取率(Y，%)通过以下公式计算：Y(%)=(X1/X2)100(1)式中：X1为干燥后多糖的质量，g；X2为取样质量，g。1.3 单因素试验设计参照1.2.2的提取方法。在固定超声功率(180 W)、固定料液比(1:20)、固定提取液pH值(pH5)的条件下，选取酶添加量、提取时间以及提取温度为影响因素进行单因素试验设计，每种因素5个水平条件，如表1所示。表1 单因素试验因素水平表水平因素酶添加量/%提取时间/min提取温度/10.5104021205031.5306042407052.550801.4 响应面试验设计以单因素试验结果为基础，确定各因素自变量范围，并对各自变量进行编码，以多糖提取率为响应值，根据Box-Behnken中心组合试验进行设计，采用 Design Expert 12软件进行分析。1.5 理化指标测定总糖含量测定：采用苯酚-硫酸法16；糖醛酸含量测定：采用间羟基联苯法17；蛋白质含量测定：采用考马斯亮蓝法18。1.6 热重分析参照王艺等19的方法：称取2 mg样品于氧化铝坩埚中，在动态氮气环境(50 mL/min)中以10/min的升温速率，由30 加热至800。1.7 粒径分析参照杨东达20的方法采用马尔文激光粒度仪测定多糖粒径(样液浓度1 mg/mL，25)。1.8 X射线衍射分析采用X射线衍射仪测定多糖的结晶状态21(管压为40 kV；数据的记录范围为580 ；5 /min)。1.9 微观结构分析通过扫描电子显微镜测定多糖的微观结构(高真空条件，10 kV加速电压放大成像)。1.10 抗氧化活性分析1.10.1 羟基自由基清除能力 参照龚频等2